岩溶地下水源地的可开采资源量计算——以淄博市谢家店水源地为例

建设应急岩溶地下水源地来缓解区域水资源不足是个非常有效的途径,然而,岩溶地下水资源可开采量的评价和确定是个亟待解决的技术难题,常规方法往往难以奏效。在深入研究淄河源区地质水文地质条件的基础上,查明了淄河源区具有较大的岩溶储水空间、封闭的边界条件,能形成无坝型岩溶地下水库和雨旱季分明的季节特点,根据该特点并依据"以丰补歉"的调蓄思想,运用地下水库调蓄法计算评价出该区域岩溶地下水可开采资源量为2.19×10~4 m~3/d。结果表明,利用淄河源区地下水库的调蓄作用可以更加合理有效地规划利用水资源,缓解该地区水资源供需矛盾和控制地下水下降。研究将为区域水资源合理规划利用和水环境保护提供科学决策依据。     

干旱内陆河山前凹陷带地下水库开发潜力的研究——以台兰河流域为例

介绍了山前凹陷带地下水库的水文地质特征和地质构造,以台兰河流域为例,采用水量平衡法和地下水数值模拟法,从主要调蓄水源即地表水源和地下水流场进行分析,探讨该流域地下水库的开发潜力.结果表明:该流域的调蓄空间有进一步开发的潜力,渗透性能良好,为人工干预下的水更替提供了现实的可能性,这对于干旱内陆区水资源可持续利用具有十分重要的现实意义.     

滹沱河地下水库有效蓄水率研究

地下水库已成为改善区域水资源时空分布的有效手段,定量评价地下水库与地表水库的有效蓄水率对提高区域水资源利用率具有重要意义.滹沱河地下水库为例,通过地下水流数值模拟方法,结合GIS技术计算不同人工补给条件下的滹沱河地下水库的有效蓄水率,并与上游黄壁庄水库有效蓄水率进行了对比研究.结果表明,地下水库的有效蓄水率在80%~91%之间,随着人工补给量的增加呈减小的趋势,黄壁庄水库的有效蓄水率在50%~80%之间,随着入库水量的增加呈增大的趋势;对比分析结果表明,地下水库储水效率明显优于地表水库,为地下水库-地表水库联合调蓄方案的制订提供科学依据.     

滹沱河超采区地下水硫酸盐来源识别及迁移转化

近年调查和监测发现,滹沱河超采区地下水中硫酸盐含量日趋增高,范围逐渐扩大,高浓度的硫酸盐主要分布在滹沱河、石津灌渠及黄壁庄水库副坝附近,并有向地下水降落漏斗区扩散的趋势,使该地区水资源矛盾更为突出。以滹沱河超采区为研究范围,结合水文地球化学理论开展了野外调查及取样工作,并基于长时间序列、多点位交叉动态监测数据分析以及硫氧同位素技术进行研究,得出:滹沱河超采区地下水硫酸盐异常与上游地表水有着紧密联系,黄壁庄水库及入流冶河受上游采煤活动影响,硫酸盐含量较高,地表入渗补给造成研究区地下水硫酸盐污染。通过分析研究区地下水硫酸盐的迁移转化特征,建立了滹沱河超采区地下水硫酸盐在地表水-包气带-地下水中的迁移转化模式,指出上游防控是减缓滹沱河超采区地下水硫酸盐污染的有效方式,为石家庄地区的地下水环境污染防治与地下水可持续利用提供了科学依据,具有重要的理论和实际意义。     

基于Hydrus-1D的包气带污染物运移规律研究

自然条件下,土壤表层污染物随降雨入渗是污染包气带及地下水的一个重要途径。以河北省廊坊市某化工园区为研究区域,通过现场取样及室内试验获取土壤参数,刻画包气带剖面概念模型,利用Hydrus-1D软件预测污染物在包气带中的迁移范围和迁移趋势,具有极强的便利性,为非饱和带地下水环境影响评价提供参考。研究结果表明,在污染物迁移过程中,受土壤自净作用影响,最大迁移距离为15.5 m,未穿过包气带污染含水层。     

基于DRECT的地下水脆弱性评价

地下水库的建设可以有效改善区域供水的紧张局面,但库区地下水的脆弱性决定了城市供水风险.根据传统DRASTIC评价方法存在的不足和地下水库特征提出了库区地下水脆弱性DRECT评价方法,利用层次分析法确定各因子的权重.并将该方法应用于滹沱河地下水库脆弱性评价中,得出脆弱性评价分区图,分析各分区的脆弱性特征,并与表征地下水污...     

废弃矿井资源开发利用战略

正废弃矿井资源开发利用的三大方向:能源化利用(主要针对煤炭、煤层气、新能源),资源化利用(主要针对矿井水),功能化利用(主要针对地下空间和地上空间)。如在煤炭气化利用上,应根据矿井开采条件和废弃煤层的地质条件选择气化炉结构形式和地下气化工艺;废弃矿井可建设煤矿地下水库、地下水污水处理中心、抽水蓄能电站等。此外,还可进行生态修复、地表复垦后建设光伏园区、发展第三产业等。     

低中放核素在地下水环境运移的动力学研究

针对处置库中低中放核素释放对地下环境潜在性污染的严重性，建立了核素在包气带和含水层中联合迁移的数值模型，利用所建立模型对某一处置场核素迁移的动力学行为进行环境预测。数值模拟结果表明：包气带对于吸附性较强的核素具有很大的阻滞作用，对于低分配系数的核素阻滞作用较弱；衰变系数对含水层中核素的迁移起到了重要作用，随着衰变系数的增大，地下含水层中的核素体积浓度逐渐降低，并且分配系数的大小直接影响着核素在含水层中体积浓度分布曲线的形状。采用系统耦合数学模型来研究核素在包气带和含水层中的运移是预测核素污染的重要手段和有效方法，可为核素在地下处置库中安全处置及环境影响的评价提供科学依据和技术指导。     

基于矿井地下水库的煤矿采空区地下空间利用模式与关键技术

 利用煤矿采空区建设矿井地下水库对实现矿井采空区地下空间及矿井水资源化、能源化利用，促进矿区环境生态保护意义重大。综合国内外典型案例，论述了基于矿井地下水库的矿井地下空间及水资源的3种利用模式：矿井地下储滤水库、抽水蓄能电站及矿井地热开发利用。与国外传统地下水库以井巷为主要存储空间相比，目前国内构建的地下水库主要以矿井采空区垮落带为存储空间，这使得矿井地下水库的容量大幅度提升，且垮落带内的煤矸石对矿井水还具有过滤作用。在此基础上，凝练了中国煤矿地下水库2个关键科学问题：矿井地下水库库容能力和矿井地下水库稳定性控制。探讨了库容能力和坝体稳定性控制的影响因素和现阶段主要研究手段，提出了在产矿井和资源枯竭型矿井建设地下水库的后续研究方向。     

土壤中有机污染物运移的数值模拟方法研究

有机物对环境和地下水资源的污染日益严重,它们在土壤水中的运移转化规律被各种物理、化学和生物过程所控制,相应的迁移转化模型主要由对流-扩散方程决定。地下水数值模拟方法通过有机污染物在包气带及饱水带中运移的调参耦合,可以较好的解决参数选取问题,可以更加准确的模拟出有机污染物在地下介质中的运移情况。     

岩溶斜坡地带基于蓄水构造的地下水富集模式

贵州斜坡地带岩溶地区碳酸盐岩裸露,地表水快速下渗漏失,干旱缺水问题突出。同时受深切河谷控制,大部分地区地下水深埋且集中径流,储存空间分布和相互之间连通性高度不均匀,打井找水极其困难,有利蓄水构造导致地下水局部均匀富集,成为打井找水的关键。应急抗旱找水行动中发现向斜核部、背斜翼部、正断层和可溶盐与非可溶岩接触带为最常见地下水富水靶区,比较4种蓄水构造水文地质剖面与电阻率反演剖面差异,总体一致,在分析的地下水径流富集区实施钻井成井率较高。     

广西岩溶水资源与社会服务功能

广西岩溶分布广泛且类型多样,岩溶水资源普遍服务于农业生产、城市与农村供水,或应对极端气候产生的干旱等。认清水资源的形成、演变趋势和动力机制,能使其更好地发挥社会服务功能。本文以广西5个具有长期研究积累的岩溶场地为例,采用地下水分层观测技术展示了表层岩溶带的调蓄过程,提出表层富水带可以成为石漠化治理和缓解干旱的找水方向;设计洞穴滴水观测装置,展示了渗流通过包气带的过程,提出干旱和内涝的地质成因;建立洞穴交互带的观测方法,展示地下水与地表水的交互过程,指出地下水与地表水交互作用成为水源地环境退化的驱动力;建立地下河的氮流失模型,显示农业活动引起的氮流失过程,总结地下河系统中氮的循环机制并提出固氮方案;建立地下水潜蚀作用的观测方法,展示潜蚀作用的机制,提出城市地下空间的保护和利用需要综合考虑水动力侵蚀和化学溶蚀。岩溶地区水资源与水环境问题的认识需要结合岩溶水的补给、下渗、径流、排泄过程的观测,揭示问题产生的机制,实现岩溶水资源的可持续利用。     

红层岩溶发育特征与地面塌陷形成机理-以咸宁地区为例

通过收集整理前人研究资料、实地踏勘以及现场灰质砾岩取样、磨片及显微镜观测等方法手段,分析了红层岩溶发育特征与灰质砾岩溶蚀机理,同时,结合咸宁地区实际地质条件,建立了岩溶地面塌陷室内物理模型,通过监测抽(排)水与降雨两种情况下土压力、孔隙水压力以及土体位移变化情况,分析了抽(排)水和降雨对岩溶地面塌陷的影响机制。模型试验结果表明研究区岩溶地面塌陷形成机制主要为潜蚀作用,真空吸蚀作用次之。降雨对地表土体产生冲刷,地下水渗流作用造成土体潜蚀、运移;抽(排)水时水位发生骤变,水力梯度变大,加速了泥沙带出,导致含砂砾黏土层逐渐被潜蚀、掏空,加之真空负压的吸蚀叠加作用,促进土体破坏导致失稳,最终发生地面塌陷。由此可知,咸宁地区红层岩溶地面塌陷的形成机制主要是潜蚀作用与真空吸蚀作用交互反应,抽水是其诱发岩溶地面塌陷的主要外因。     

贵州岩溶地下水库的研究现状与展望

本文对贵州省岩溶地下水库的成库原理、类型、工程地质条件和水质保护进行了综述,提出了岩溶地下水库下一步研究的一些设想.     

湘鄂西地区下寒武统石龙洞组古岩溶发育及储层特征

 四川盆地下寒武统龙王庙组天然气勘探近期取得的重大发现,引起了对同期沉积的石龙洞组的广泛关注。通过对鄂西渝东-湘鄂西地区石龙洞组多个野外露头的研究,观察到在平面上石龙洞组顶部存在典型的风化岩溶现象,推测在该区内存在与早寒武世末兴凯运动有关的区域性岩溶不整合面。以湖北恩施咸丰背斜庙梁子-丁寨剖面为例,石龙洞顶部的表层岩溶带厚度为3 m,主要为风化壳层和垮塌角砾岩层。同时,受大气淡水和裂缝影响,表层岩溶带下部地层在较深范围内都受到大气淡水淋滤作用影响,属于岩溶改造带。根据胶结物类型及溶蚀特征可分为大气淡水垂向渗滤溶蚀区及潜流溶蚀区。此外,初步探讨了表生岩溶与储层发育的关系。研究区整体岩性较致密,但局部存在优质储层,尤其是表层岩溶带孔洞发育十分丰富,连通性良好。而岩溶改造带由于后期埋藏阶段成岩作用的影响,尤其是晚期硅化作用的破坏,现存孔洞相对较少。研究区优质储层的形成主要受表生及埋藏期溶蚀作用和白云化作用控制。     

重庆武隆喀斯特地貌及其演化

重庆武隆喀斯特是亚热带喀斯特中山峡谷喀斯特的典型代表.由分水岭到乌江河谷地势高差达2 000 m,在新构造持续抬升和大河强烈下切的背景下,各地貌单元的响应存在着时间和空间上的巨大差异,形成各自不同的喀斯特地貌类型和组合特点,因而出现了不同发育阶段地貌并存的局面:河谷地带对构造响应迅速,因溯源侵蚀作用,普遍发育峡谷地貌,两岸常形成多级洞穴层;高分水岭地区,地貌回春影响小,地面以常态的面状侵蚀作用为主;中间过度地带喀斯特化程度最高,总体上具有喀斯特地貌发育青年期阶段的特点.武隆喀斯特不仅完美地展现出多样性的中山峡谷喀斯特地貌发育特点,更是研究流域喀斯特系统演化规律的良好场所.     

圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶洞穴的发育深度探讨

在剖析岩溶发育深度控制模式的基础上 ,分析了毛坝向斜岩溶发育的控制性基准面 ,认为毛家院子以南 ,向斜核部及东翼 ,岩溶洞穴发育深度在海拔 90 0 m以上 ;向斜西翼及毛家院子以北的核部及东翼 ,岩溶洞穴发育深度应在海拔 85 0 m以上。     

乌江渡坝址岩溶发育特征及其防渗方案设计

乌江渡水电站是我国成功地兴建在岩溶地区的大型水电工程．岩溶渗漏是主要的工程地质问题．本文结合工程的运行情况，对坝址区岩溶作了进一步的探讨．指出浅部岩溶与深部岩溶的发育均受到多因素的制约，但是在不同的水动力条件下形成的；通过对岩溶洞穴堆积物特征及岩溶水质的分析，指出岩溶发育阶段在垂向上具有不一致性，文章还对巨厚可溶岩层中产生渗流的有效厚度问题作了初步讨论，并指出其在防渗方案设计中的意义．     

塔中隆起鹰山组岩溶储层特征及主控因素

探讨塔中隆起鹰山组碳酸盐岩岩溶储层发育主控因素，为寻找鹰山组岩性油气藏提供地质理论依据。通过岩芯、薄片观察以及物性资料分析，并结合成像测井解释，认为鹰山组碳酸盐岩为低孔低渗岩溶储层，储集空间主要为溶孔、裂缝及溶洞。将中下奥陶统碳酸盐岩储集层划分为裂缝-孔隙型、裂缝型、溶蚀孔洞型及岩溶洞穴型等类型；精细刻画岩溶储层发育样式，讨论岩溶储层发育主控因素：（1）加里东期中期第I幕致使地层隆升为一个大的宽缓的背斜构造，碳酸盐岩地层普遍遭受顺层淋滤、溶蚀。构造活动的挤压褶皱及断裂作用可形成许多构造裂缝，从而在垂向上增加灰岩地层渗透性和水平方向连通性；（2）泥晶灰岩、含云灰岩、云质灰岩在岩溶过程中，岩性较为致密，只能沿裂缝发生溶蚀作用形成溶孔-扩溶缝，含灰质白云岩和灰质白云岩具有较好孔渗，使得地表水相对更容易流经白云岩地层，形成大量溶孔；（3）白云石化作用普遍提高了白云岩地层（结构好、白云石含量高）的孔渗性能，为岩溶作用提供了基础。